關于電學中《電場強度電力線電勢差》在教學中的幾點看法

張志友

技師學院是職業技術教育的主體，靜電學中電場強度和電勢差是電學中最基本的概念，是掌握靜電學許多重要概念的基礎。電場強度描述了電場的力的性質，電勢差描述了電場的能的性質。兩者之間即有聯系又有區別，這是理解問題的關鍵。

(一)學生第一次接觸電場的概念會感到陌生。要從學生剛剛學過的電荷間的相互作用人手，從力的作用需要物質做媒介引人電場的概念，同時也就使學生初步了解了“場”是一種客觀存在著的物質。教學中可以沿此思路引導學生初步認識電場，并為進一步討論電場的力的性質、引入場強的概念做好準備。

(二)電場強度是描述電場性質的物理量之一，是教學中的一個難點。學生不容易領會分析的方法和思路，要采取簡化的方法，正面介紹場強概念，直接指出：正點電荷在電場中兩點受到的電場力之所以不同，“是因為電場中不同點處的電場強弱不同”。緊接著說明“電學中用單位電荷在電場中某點所受的電場力來表示電場的強弱”。在此基礎上明確用比值定義電場強度。這種講法簡明扼要，概括性好，方便學生理解。

這里要注意，對初學者來說，容易把電場強度跟電場力混同起來。因此，要使學生從以下三點認識：①電場中不同點處的電場強弱不同，“電場強度”是用來描述電場的這種性質的。②可用單位電荷在電場中某點所受的電場力來表示電場的強弱——即在電場中某點的比值反映了電場在該點的強弱程度，而該點電場的強弱程度與所用的點電荷q無關。比較、兩點，應將比值定義為電場強度，但這并不是說場強就是1庫侖電荷所受到的電場力。

建議在實際教學中，可在正面講述電場強度概念的基礎上，用類比的方法與速度等學生熟悉的概念的提出過程相對比，加深學生的認識。

(三)關于場強的方向，要正面向學生指明：電場強度和電場力都是矢量。教材中直接敘述了規定電場中某點場強方向的根據——“跟正電荷在該點所受電場力的方向相同”，并沒有平列地涉及負點電荷在電場中所受電場力與場強方向相反的關系，但這一點—定要說明!在教學中如何啟發學生思維，讓學生鍛煉自己進行對比分析判定，是需要注意的。

(四)電力線的學習，要認真做好電力線形狀的模擬實驗，應該歸納—下有關電力線的要點。電力線是人們畫出來的用來形象地描述電場分布的一族曲線。實驗模擬了這族曲線的形狀，但實驗并非證實了電力線的真實存在；在靜電場中，電力線起始于正電荷，終止于負電荷。不形成閉合曲線；電力線的每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致；電力線密處電場強，電力線疏處電場弱；電力線在空間不相交。

(五)由于電勢能、電勢和電勢差這三個密切相關的概念，比場強更為抽象，初學者更難于理解，因此，在初中所學電壓的基礎上結合電場力做功的初步討論，引出電勢差概念，并初步分析電荷在電場中的電勢能與電場力做功的簡單關系。這樣，在很大程度上降低了起點，放低了要求，分散了難點，克服了難度過大的問題。因此，在教學中要注意領會上述學習的科學安排與步驟，引導學生學好有關內容。

(六)“電勢差”概念的提出。教師要從初中所學電壓概念出發，直接指明“這里講的電勢差就是電壓”，使學生把陌生的電勢差與學過的電壓聯系起來，然后扼要說明“電流做功實際是電場力移動電荷做功”，把初中學過的電流做功與電場力移動電荷做功聯系起來，為學習電勢差作準備。

然后過渡到用類比方法討論電場中兩點間的電勢差。教師要通過討論兩類做功過程，說明在電場中兩點間的電勢差跟重力場中兩位置間的高度差相似。具體地說，跟“質量為m的物體在高度差為h的兩位置間，在由高到低的移動過程中，重力對物體所做的功W正比于h”相似，向學生對比指明：“電量為q的電荷在電場中兩點間移動過程中，電場力對電荷所做的功W正比于兩點間的電勢差”。反之，在重力場中(指距地較近的重力場區)對高度差一定的兩位置來說，為恒量(gh)，而在電場中，對于電勢差一定的兩點間來說，也是恒量。在此基礎上，提出電勢差的定義：“電荷在電場中兩點間移動時，電場力所做的功跟它的電量的比值，叫做這兩點間的電勢差，”。然后，仍用對比方法說明，高度差是由重力場中高、低兩位置決定的，與其類似，電勢差也是由電場中兩點位置決定的一個物理量。最后，推導出功的計算式W=qU，與前面呼應。

(七)關于電勢能的學習，也同樣是用類比的方法，與“重力對物體做功引起物體重力勢能減少”對比，認識“在電場中電場力對電荷做功引起電荷的電勢能減少”。并且指明電場力的功與電勢能變化的定量關系：△E=W(為標量式)。

最后，聯系到電場力做的功與電勢差的關系W=qU，歸納出△E=qU。并概括說明電勢能的轉化情況，即：在電場力移動電荷做功的過程中。電勢能減少，轉化成電荷的動能或其他形式的能。再與本節開頭的內容連貫起來認識，使學生對電場中的功能關系有一個初步的了解。

(八)在電勢差和電勢能的學習中，需注意兩點：不要從電勢概念頭入手講解電勢差，以免加大難度，超出授課的教學要求。在電勢能的學習中，不要求學生討論正電荷或負電荷形成的電場中正負電荷的電勢能的正負問題，這不是職業教育所需要的。

總之，學習物理和其它自然科學一樣，規律性很強，能做到學習有條理、有章法，講科學，就會把知識的掌握與頭腦邏輯思維的開發相得益彰，起到事半功倍的作用!